Циклотрон срещу Синхротрон | Синхротронен ускорител срещу циклотронен ускорител
Циклотронът и синхротронът са два вида ускорители на частици. Ускорителите на частици са много полезни машини, когато става въпрос за областта на ядрената физика. Високоенергийните сблъсъци на субатомни частици дават много добри наблюдения върху природата на ядрото. За някой, който изучава такава област, са необходими задълбочени познания по синхротронни ускорители и циклотронни ускорители. В тази статия ще обсъдим какво представляват циклотронните и синхротронните ускорители, принципите, на които се основават тези машини, техните прилики, приложения и накрая разликите между циклотронните и синхротронните ускорители.
Какво е синхротронен ускорител?
Синхротронният ускорител е вид ускорител на частици. Човек първо трябва да разбере концепцията за ускорител на частици, за да разбере ясно синхротронния ускорител. Когато заредена частица се проектира в магнитно поле, тя се движи по кръгова пътека. Ускорителите на частици се използват за изследване на естеството на атомите и субатомните частици чрез извършване на високоскоростни сблъсъци на такива частици и изучаване на самия сблъсък и продуктите от сблъсъка. В повечето случаи за ускоряване на частиците се използва магнитно поле. Практическият метод за получаване на високоскоростни сблъсъци е чрез използване на два лъча частици, въртящи се в противоположни посоки. С помощта на този метод е лесно да се получат високоскоростни сблъсъци с относителни скорости до 99 процента от скоростта на светлината. Теорията на относителността обаче твърди, че не може да има относителни скорости, по-високи от скоростта на светлината. Следователно е необходимо огромно количество енергия дори за ускоряване на лъча от частици до висока скорост. Синхротронният ускорител използва променливо магнитно поле и променливо електрическо поле, които поддържат лъча от частици по правилна кръгова траектория, когато енергията се увеличи. Ускорителят на частици е направен от торус със способността да променя интензитета на електрическите и магнитните полета вътре в тора. Пътят на лъча от частици е кръговият път, обграден от тора. Концепцията за синхротронния ускорител е разработена от сър Маркъс Олифант. Владимир Векслер е първият човек, публикувал научна статия за синхротронни ускорители, а първият електронен синхротронен ускорител е конструиран от Едуин Макмилан.
Какво представлява циклотронният ускорител?
Циклотронният ускорител също е ускорител на частици, който се използва най-вече в малки проекти. Циклотронът е кръгла вакуумна камера, в която ускоряването на частиците започва от центъра. Частиците поемат спираловиден път, докато се ускоряват. Циклотронът използва постоянно магнитно поле и електрическо поле с постоянна честота за ускоряване на частиците.
Каква е разликата между циклотронните и синхротронните ускорители?
• Циклотронът използва постоянно магнитно поле и електрическо поле с постоянна честота, но синхротронът използва различни електрически и магнитни полета.
• Синхротронът е направен от тръба с торична форма, докато циклотронът е направен от цилиндрична или сферична камера.
• Синхротронният режим се използва в повечето мащабни проекти като големия адронен колайдер (LHC) в CERN, но циклотронът се използва предимно в малки по мащаб проекти.
